所描述的实施例总体上涉及电子装置，并且更具体地涉及接近传感器装置，其确定(例如，测量、估计等)一个或多个频率下的干扰的同相分量和正交分量二者。
背景技术
包括接近传感器装置的输入装置广泛用于多种电子系统中，所述接近传感器装置诸如触摸板或触摸传感器装置。接近传感器装置典型地包括常常通过表面来区分的感测区，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用来为电子系统提供界面。例如，接近传感器装置常常用作用于较大计算系统的输入装置(诸如笔记本计算机或台式计算机中集成的或者其外围的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常用于较小计算系统中(诸如蜂窝电话中集成的触摸屏)。接近传感器装置还可用来检测手指、触控笔或笔。
干扰常常在输入装置的操作期间存在。因此，可能必要使输入装置确定一个或多个频率下的干扰，以便使输入装置减轻干扰的影响。
技术实现要素：
通常地，一个或多个实施例涉及输入装置。输入装置包括：第一同相触摸感测块，包括：模拟混合器，配置成将与电容性传感器电极关联的所产生信号与本地振荡器(lo)信号混合；模数转换器(adc)，配置成将模拟混合器的输出转换为数字信号；以及第一抽选滤波器，配置成至少部分基于数字信号来确定lo信号的频率下的干扰的同相分量；以及第一正交干扰检测块，包括：第二抽选滤波器，配置成确定该频率下的干扰的正交分量。
通常地，一个或多个实施例涉及输入装置。输入装置包括：第一同相触摸感测块，配置成检测接近第一电容性传感器电极的用户输入，并且包括：模拟混合器，配置成将与第一电容性传感器电极关联的所产生信号与第一本地振荡器(lo)信号混合，其中第一lo信号包括第一频率；模数转换器(adc)，配置成将模拟混合器的输出转换为数字信号；以及第一正交干扰检测块，包括：第一多个抽选滤波器，配置成至少部分基于来自adc的数字信号来确定第二频率下的干扰的同相分量和正交分量。
通常地，一个或多个实施例涉及一种用于操作输入装置的方法。该方法包括：得到与电容性传感器电极关联的所产生信号；由模拟混合器将所产生信号与包含第一频率的第一本地振荡器(lo)信号混合；由模数转换器(adc)从模拟混合器的输出转换为第一数字信号；由第一数字混合器将第一数字信号与第二数字信号混合；以及由第一抽选滤波器并且基于第一数字混合器的输出来确定干扰的正交分量。
根据以下描述和所附权利要求书，实施例的其他方面将会显而易见。
附图说明
这些实施例作为示例被图示，而不意在受附图的各图所限制。
图1示出根据一个或多个实施例的输入装置的框图。
图2a和图3a示出根据一个或多个实施例的同相触摸感测块和正交干扰检测块的框图。
图2b和图3b示出根据一个或多个实施例的具有多个抽选滤波器的至少一个正交干扰检测块的框图。
图2c和图3c示出根据一个或多个实施例的共享滤波器系数生成器的多个接收器通道的框图。
图4a示出根据一个或多个实施例的流程图。
图4b示出根据一个或多个实施例的流程图。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，而不意在限制本发明或者本发明的应用和用途。此外，不存在受前面的技术领域、背景技术、发明内容或者以下具体实施方式中所呈现的任何明确的或暗示的理论所束缚的意图。
本发明的各种实施例提供可促进改进的可用性连同各种其他益处的输入装置和方法。
现在转至附图，图1是在其中可实现这些实施例的示例性输入装置(100)的框图。输入装置(100)包括处理系统(110)和感测区(120)。输入装置(100)可配置成向电子系统(为了简洁起见未示出)提供输入。电子系统(或电子装置)的示例可包括个人计算机(例如，台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(pda))、复合输入装置(例如，物理键盘、操纵杆或按键开关)、数据输入装置(例如，遥控器和鼠标)、数据输出装置(例如，显示屏幕和打印机)、远程终端、信息站、视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携游戏装置等)、通信装置(例如，蜂窝电话，诸如智能电话)以及媒体装置(例如，记录器、编辑器、和诸如电视机的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。电子系统能够是输入装置的主设备或从设备。
输入装置(100)可实现为对应电子系统的物理部分，或者可与电子系统在物理上分离。此外，输入装置(100)的部分可以是电子系统的部件。例如，确定模块(150)的全部或部分可在电子系统的装置驱动器中实现。输入装置(100)可使用各种有线或无线技术，诸如总线和网络来耦合到电子系统的组件以及与其通信。示例技术可包括内部集成电路(i2c)、串行外围接口(spi)、ps/2、通用串行总线(usb)、
在图1的示例中，输入装置(100)可对应于接近传感器装置(例如，“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其配置成感测由一个或多个输入对象(140)在感测区(120)中提供的输入。示例输入对象包括触控笔、有源笔、手指、指尖等。感测区(120)可涵盖输入装置(100)之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置(100)能够检测(例如，由一个或多个输入对象(140)提供的)用户输入。特定感测区(120)的(例如，相对于电子系统的)大小、形状和位置可取决于实际实现方式而变化。
在一些实施例中，感测区(120)从输入装置(100)的表面沿一个或多个方向在空间中延伸，例如直到传感器的信噪比(snr)降到适合于对象检测的阈值之下。例如，该感测区(120)沿特定方向延伸到的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或更多，并且可随所使用的感测技术的类型和/或所期望的准确度而变化。在一些实施例中，感测区(120)可检测输入，其涉及没有与输入装置(100)的任何表面之间的物理接触、与输入装置(100)的输入表面(例如，触摸表面)的接触、与输入装置(100)的输入表面(例如，触摸表面和/或屏幕)的接触、与耦合以某个量的施加力或压力的输入装置(100)的输入表面的接触、和/或其组合。
在各种实施例中，输入表面可由输入装置(100)的壳体的一个或多个表面来提供和/或被投影到其上(例如，作为图像)。例如，感测区(120)在投影到输入装置(100)的输入表面上时可具有矩形形状。在一些方面中，输入可通过跨感测区(120)中的一维、二维、三维或更高维空间的图像来提供。在一些方面中，输入可通过沿着感测区(120)中的特定轴或平面的投影来提供。更进一步，在一些方面中，输入可通过感测区(120)中的图像和投影的组合来提供。
输入装置(100)可利用传感器组件和感测技术的各种组合来检测感测区(120)中的用户输入。示例感测技术可包括电容性感测技术、弹性感测技术、电阻性感测技术、电感性感测技术、磁性感测技术、声学感测技术、超声感测技术、射频(rf)波感测技术和/或光学感测技术。输入装置(100)可包括一个或多个感测元件，其配置成实现各种感测技术。
在一些实施例中，输入装置(100)可利用电阻性感测技术来检测用户输入。例如，感测区(120)可由柔性且导电的第一层来形成，该第一层由一个或多个隔离片元件与导电的第二层分离。感测区(120)可通过在使第一层与第二层开始接触时创建跨层的一个或多个电压梯度来检测用户输入。更具体地，按压柔性第一层可使它充分偏转，以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的接触的点的电压输出。这些电压输出可用来确定与所检测输入有关的位置信息(例如，指示感测区120中的位置)。
在其他实施例中，输入装置(100)可利用电感性感测技术来检测使用输入。例如，感测区(120)可包括一个或多个感测元件，其配置成拾取谐振线圈或者线圈对所引起的回路电流。输入装置(100)然后可使用电流的幅值、相位和频率的组合来检测用户输入。回路电流的特性可用来确定与所检测输入有关的位置信息。
在又一些实现方式中，输入装置系统(100)可利用射频(rf)技术来检测用户输入。例如，感测区(120)可包括一个或多个感测元件，其配置成接收/侦听/检测rf波。
在输入装置系统(100)的一些光学实现方式中，一个或多个感测元件是照相机(例如，红-绿-蓝(rgb)照相机、红外(ir)照相机、紫外(uv)照相机等)，其生成感测区的图像并且因而生成感测区中的任何输入对象的图像。
在输入装置系统(100)的一些电容性实现方式中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变，并且产生电容性耦合的可检测改变，其可作为电压、电流等的改变被检测。
一些电容性实现方式利用电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，分离的感测元件可欧姆地短接在一起，以形成较大传感器电极。一些电容性实现方式利用电阻片，其可以是均匀电阻性的。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各种实施例中，接近传感器电极的输入对象更改与传感器电极关联的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如，系统地)调制传感器电极以及通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来进行操作。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极之间的电容性耦合的改变的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，接近传感器电极的输入对象更改传感器电极之间的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，互电容感测方法通过下列步骤进行操作：检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”或“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“接收器电极”或“接收器”)之间的电容性耦合。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如，系统地)来调制，以发射发射器信号。接收器传感器电极可相对于参考电压基本上保持为恒定，以促进所产生信号的接收。参考电压可以是基本上恒定的电压，并且在各种实施例中，参考电压可以是系统地。在一些实施例中，发射器传感器电极可均被调制。发射器电极相对于接收器电极来调制，以发射发射器信号并且促进所产生信号的接收。所产生信号可包括与一个或多个发射器信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如，其他电磁信号)对应的(一个或多个)影响。(一个或多个)影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的改变、或者其他这样的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可配置成既发射又接收。使用互电容感测方法所获取的测量结果可称作互电容测量结果。
此外，传感器电极可具有不同的形状和/或大小。相同形状和/或大小的传感器电极可以或者可以不处于相同编组中。例如，在一些实施例中，接收器电极可具有相同形状和/或大小，而在其他实施例中，接收器电极可以是不同形状和/或大小。
在图1中，处理系统(110)示出为输入装置(100)的部件。处理系统(110)配置成操作输入装置(100)的硬件，以检测感测区(120)中的输入。处理系统(110)包括一个或多个集成电路(ic)的部分或全部和/或其他电路组件。例如，用于互电容传感器装置的处理系统可包括：发射器电路，配置成利用发射器传感器电极来发射信号；和/或接收器电路，配置成利用接收器传感器电极来接收信号。此外，用于绝对电容传感器装置的处理系统可包括：驱动器电路，配置成将绝对电容信号驱动到传感器电极上；和/或接收器电路，配置成利用那些传感器电极来接收信号。更进一步，用于光学传感器(例如，照相机)装置的处理系统可包括配置成得到和处理感测区的图像的电路。在一个或多个实施例中，用于组合的电容传感器装置和光学传感器装置的处理系统可包括上述电路的任何组合。在一些实施例中，处理系统(110)还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等。
在一些实施例中，组成处理系统(110)的组件位于一起，诸如输入装置(100)的(一个或多个)感测元件的附近。在其他实施例中，处理系统(110)的组件在物理上是分离的，其中一个或多个组件靠近输入装置(100)的(一个或多个)感测元件，而一个或多个组件在其他位置。例如，输入装置(100)可以是耦合到计算装置的外围装置，并且处理系统(110)可包括配置成运行于计算装置的中央处理单元上的软件以及与中央处理单元分离的一个或多个ic(也许具有关联的固件)。作为另一示例，输入装置(100)可在物理上集成到移动装置中，并且处理系统(110)可包括作为移动装置的主处理器的部件的电路和固件。在一些实施例中，处理系统(110)专用于实现输入装置(100)。在其他实施例中，处理系统(110)还执行其他功能，诸如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。
处理系统(110)可实现为处理处理系统(110)的不同功能的模块的集合。每一个模块可包括作为处理系统(110)的一部分的电路、固件、软件或者其组合。在各种实施例中，可使用模块的不同组合。例如，如图1中所示出的那样，处理系统(110)可包括确定模块(150)和传感器模块(160)。确定模块(150)可包括下列的功能性：确定何时至少一个输入对象处于感测区中；确定信噪比；确定输入对象的位置信息；识别手势；基于手势、手势的组合或其他信息来确定要执行的动作；和/或执行其他操作。
传感器模块(160)可包括驱动感测元件以发射发射器信号和接收所产生信号的功能性。例如，传感器模块(160)可包括耦合到感测元件的感测电路。传感器模块(160)可包括例如发射器模块和接收器模块。发射器模块可包括发射器电路，其耦合到感测元件的发射部分。接收器模块可包括接收器电路，其耦合到感测元件的接收部分并且可包括接收所产生信号的功能性。传感器模块(160)可包括从一个或多个照相机得到感测区(120)的图像的功能性。
虽然图1示出确定模块(150)和传感器模块(160)，但是根据一个或多个实施例，可存在可替换或附加模块。这样的可替换或附加模块可对应于与以上讨论的模块中的一个或多个相不同的模块或子模块。示例可替换或附加模块包括：硬件操作模块，用于操作诸如传感器电极、照相机和/或显示屏幕那样的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息那样的数据；报告模块，用于报告信息；识别模块，配置成识别手势，诸如模式改变手势；以及模式改变模块，用于改变操作模式。此外，各种模块可组合在分离的集成电路中。例如，第一模块可至少部分包含在第一集成电路内，而独立的模块可至少部分包含在第二集成电路内。此外，单个模块的部分可跨多个集成电路。在一些实施例中，处理系统作为整体可执行各种模块的操作。
在一些实施例中，处理系统(110)通过引起一个或多个动作，来直接响应感测区(120)中的用户输入(或者没有用户输入)。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能之类的图形用户界面(gui)动作。在一些实施例中，处理系统(110)向电子系统的某个部分(例如，向电子系统中与处理系统(110)分离的中央处理系统，如果这样的分离的中央处理系统存在)提供与输入(或者没有输入)有关的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统(110)所接收的信息，以便作用于用户输入，诸如促进全范围的动作，包括模式改变动作和gui动作。
例如，在一些实施例中，处理系统(110)操作输入装置(100)的(一个或多个)感测元件，以产生指示感测区(120)中的输入(或者没有输入)的电信号。处理系统(110)可在产生提供给电子系统的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统(110)可数字化从传感器电极所得到的模拟电信号。作为另一示例，处理系统(110)可执行滤波或者其他信号调节。作为又一示例，处理系统(110)可减去或者以其他方式计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差。作为又进一步示例，处理系统(110)可确定位置信息、将输入识别为命令、识别笔迹等。
如本文中所使用的“位置信息”宽义地涵盖绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿着轴的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。另外的示例包括空间信息的其他表示。还可确定和/或存储与一种或多种类型的位置信息有关的历史数据，包括例如随时间来跟踪位置、运动或者瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入装置(100)利用由处理系统(110)或者由某种其他处理系统所操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可提供用于感测区(120)中的输入的冗余功能性或者某种其他功能性。图1示出感测区(120)附近的可用来促进使用输入装置(100)来选择项目的按钮(130)。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，输入装置(100)可以不利用其他输入组件来实现。
在一些实施例中，输入装置(100)包括触摸屏界面，并且感测区(120)重叠显示屏幕的有源区域的至少一部分。例如，输入装置(100)可包括覆盖显示屏幕的基本上透明的传感器电极，并且提供用于关联电子系统的触摸屏界面。显示屏幕可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器，并且可包括任何类型的发光二极管(led)、有机led(oled)、阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)、等离子体、电致发光(el)或者其他显示技术。输入装置(100)和显示屏幕可共享物理元件。例如，一些实施例可利用相同电组件中的一些以供显示和感测。在各种实施例中，显示装置的一个或多个显示电极可配置用于显示更新和输入感测二者。作为另一示例，显示屏幕可部分或全部由处理系统(110)来操作。
应当理解的是，虽然在全功能设备的上下文中描述许多实施例，但是本发明的机制能够作为程序产品(例如，软件)以多种形式被分发。例如，本发明的机制可被实现和分发为电子处理器可读的信息承载介质(例如，处理系统(110)可读的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)上的软件程序。另外，本发明的实施例同样适用，不管用来执行分发的介质的特定类型如何。例如，采取计算机可读程序代码的形式来执行本发明的实施例的软件指令可完全或部分、暂时或永久地存储在非瞬态计算机可读存储介质上。非瞬态电子可读介质的示例包括各种盘、物理存储器、存储器、存储棒、存储卡、存储器模块和/或任何其他计算机可读存储介质。电子可读介质可基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术或者任何其他存储技术。
虽然图1中未示出，但是处理系统、输入装置和/或主机系统可包括一个或多个计算机处理器、关联存储器(例如，随机存取存储器(ram)、高速缓冲存储器、闪速存储器等)、一个或多个存储装置(例如，硬盘、诸如紧致盘(cd)驱动器或数字多功能盘(dvd)驱动器那样的光盘驱动器、闪速存储棒等)以及许多其他元件和功能性。(一个或多个)计算机处理器可以是用于处理指令的集成电路。例如，(一个或多个)计算机处理器可以是处理器的一个或多个核心或者微核心。此外，一个或多个实施例的一个或多个元件可位于远程位置，并且通过网络连接到其他元件。此外，本发明的实施例可在具有若干节点的分布式系统上实现，其中本发明的每一个部分可位于分布式系统内的不同节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于不同计算装置。可替换地，节点可对应于具有关联物理存储器的计算机处理器。节点可以可替换地对应于具有共享存储器和/或资源的计算机处理器或者计算机处理器的微核心。
虽然图1示出组件的某种配置，但是在不背离本发明的范围的情况下可使用其他配置。例如，各种组件可以组合，以创建单个组件。作为另一示例，由单个组件所执行的功能性可由两个或更多组件来执行。
图2a示出根据一个或多个实施例的输入装置(200)。输入装置(200)可对应于以上参照图1所讨论的输入装置(100)。如图2a中所示出的那样，输入装置(200)包括同相触摸感测块(220)和正交干扰检测块(222)。同相触摸感测块(220)耦合到与以上参照图1所讨论的感测区(120)关联的至少一个电容性传感器电极(202)。此外，同相触摸感测块(220)和正交干扰检测块(222)耦合到干扰引擎(214)。同相触摸感测块(220)、正交干扰检测块(222)和干扰引擎(214)至少部分形成接收器通道(299)。虽然图2a仅示出单个接收器通道(299)，但是在一个或多个实施例中，输入装置(200)可具有任何数目的接收器通道。
此外，同相触摸感测块(220)、正交干扰检测块(222)和干扰引擎(214)可以是以上参照图1所讨论的处理系统(110)的组件。例如，同相触摸感测块(220)、正交干扰检测块(222)和干扰引擎(214)均可以是以上参照图1所讨论的传感器模块(160)和/或确定模块(150)的组件。
在一个或多个实施例中，同相触摸感测块(220)包括模拟混合器(204)、模数转换器(adc)(206)和抽选滤波器(208)。如图2a中所示出的那样，到同相触摸感测块(220)的输入包括与电容性传感器电极(202)关联的所产生信号。所产生信号可以是下列中的一个或多个的函数：(i)发射器信号(未示出)，其驱动电容性传感器电极(202)；(ii)感测区(120)中的用户输入，如果存在的话；以及(iii)来自一个或多个源的干扰，如果存在的话。
在一个或多个实施例中，模拟混合器(204)将所产生信号与本地振荡器(lo)信号混合(例如，下变频(down-convert)、解调等)。lo信号具有与发射器信号相同或者基本上相同的频率(f0)和相位(即，与发射器信号对齐的相位)。lo信号和发射器信号可以是正弦波、方波等。
在一个或多个实施例中，adc(206)从模拟混合器(204)的输出来生成数字信号。adc(206)可具有超过1m样本/秒的采样率。在一个或多个实施例中，adc(206)具有这样的采样率，即，为系统中的潜在/显著干扰的频率的至少两倍。
在一个或多个实施例中，抽选滤波器(208)将低通滤波器应用于来自adc(206)的数字信号，并且对来自adc(206)的数字信号进行下采样。获益于本详细实施方式的本领域的技术人员将会理解的是，抽选滤波器(208)可使用多个滤波器系数来执行低通滤波和下采样。
在一个或多个实施例中，同相触摸感测块(220)以至少两种模式操作。更具体地，同相触摸感测块(220)可在不同时间窗口期间以不同模式操作。在第一模式中，同相触摸感测块(220)可检测与电容性传感器电极(202)关联的感测区(120)中的用户输入。当在第一模式中时，抽选滤波器(208)的输出是接近电容性传感器电极(202)的用户输入的测量结果。在第二模式中，当不存在用户输入时，同相触摸感测块(220)可确定本地振荡器信号和发射器信号的频率f0下的干扰的同相分量。换言之，在第二模式中，解调器滤波器(208)的输出是频率f0下的干扰的同相分量(i)的估计。
在一个或多个实施例中，虽然同相触摸感测块(220)能够确定频率f0下的干扰的同相分量(i)，但是同相触摸感测块(220)不能够确定频率f0下的干扰的正交分量(q)(即，与lo信号的相位是相位正交或者偏移90度的干扰分量)。同相分量(i)和正交分量(q)二者对于正确确定频率f0下的干扰均可以是必需的。相应地，如果仅使用来自同相触摸感测块(220)的同相分量(i)来确定干扰，则所确定干扰可能是实际干扰的不可靠指示符(例如，估计、测量结果等)。如果干扰功率的大多数处于正交分量(q)中，并且因而在只基于同相分量(i)来确定干扰时不被计及，则情况尤其如此。
在一个或多个实施例中，接收器通道(299)包括正交干扰检测块(222)。正交干扰检测块(222)配置成确定(例如，测量、估计等)频率f0下的干扰的正交分量(q)。而且，正交干扰检测块(222)与同相触摸感测块(220)同时地操作。换言之，在同相触摸感测块(220)以第二模式操作并且估计频率f0下的干扰的同相分量的同时，正交干扰检测块(222)同时地估计频率f0下的干扰的正交分量。
如图2a中所示出的那样，正交干扰检测块(222)包括数字混合器集合(210a)和抽选滤波器(212)。抽选滤波器(212)可与以上所讨论的抽选滤波器(208)相似(例如，相同的滤波器系数)。
同样如图2a中所示出的那样，数字混合器集合(210a)包括初始数字混合器，其将来自adc(206)的数字信号与lo信号的反转和采样版本混合。例如，如果lo信号为cos(2πf0t)，则lo信号的反转版本会是1/cos(2πf0t)。这有效地取消模拟混合器(204)所执行的下采样/解调。数字混合器集合(210a)还可包括后续的数字混合器，其将初始数字混合器的输出与lo信号的正交(即，与lo信号的相位是相位正交的或者偏移90度)和采样版本混合。例如，如果lo信号为cos(2πf0t)，则lo信号的正交版本会是cos(2πf0t+π/2)＝sin(2πf0t)。这有效地创建正交通道。后续的数字混合器的输出经过抽选滤波器(212)。因此，抽选滤波器(212)的输出是频率f0下的干扰的正交分量(q)的估计。
在一个或多个实施例中，接收器通道(299)包括干扰引擎(214)。干扰引擎(214)可以软件、硬件(即，电路)或者它们的任何组合来实现。干扰引擎(214)基于至少同相分量(i)和正交分量(q)来计算频率f0下的干扰的幅值。换言之，干扰引擎(214)有效地计算|i+jq|，其中j是单位虚数。在一个或多个实施例中，可能的是q的snr小于i的snr。因此，干扰引擎(214)可在干扰幅值的计算中削弱q相对i的权重。例如，干扰引擎(214)可计算|i+jkq|，其中k是可调权重(0≤k≤1)，其取决于至少q的质量(例如，snr)。虽然干扰引擎(214)示出为在正交干扰检测块(222)外部，但是在一个或多个实施例中，干扰引擎(214)是正交干扰检测块(222)的组件。
在一个实施例中，输入装置(200)可在干扰的幅值超过阈值时采取一个或多个对策。例如，如果干扰的幅值太大，则输入装置可改变发射器信号的频率，其中所述发射器信号驱动与传感器区(120)关联的电容性传感器电极。
获益于本详细实施方式的本领域的技术人员将会理解的是，图2a中所示出的配置允许从adc(206)的单个突发来估计干扰的同相分量和正交分量二者。而且，除了同相触摸感测块(220)中已经存在的之外，图2a中所示出的配置不要求附加模拟电路。
图2b示出输入装置(200)的另一实施例。如图2b中所示出的那样，已经利用数字混合器集合(210b)来替代如图2a所示出的数字混合器集合(210a)。具体地，数字混合器集合(210b)包括单个数字混合器，其将来自adc(206)的数字信号与比率信号混合。比率信号是lo信号的正交和采样版本与lo信号的采样版本的比率(即，除以)。例如，如果lo信号为cos(2πf0t)，则lo信号的正交版本会是cos(2πf0t+π/2)＝sin(2πf0t)，并且比率信号会是sin(2πf0t)/cos(2πf0t)的采样版本＝tan(2πf0t)的采样版本。
图2c示出输入装置(200)的又一个实施例。如图2c中所示出的那样，输入装置(200)具有多个接收器通道(即，接收器通道a(299a)、接收器通道n(299n))。每一个接收器通道(299a、299n)包括同相触摸感测块(例如，同相触摸感测块a
(220a)、同相触摸感测块n(220n))和正交干扰检测块(例如，正交干扰检测块a(222a)、正交干扰检测块n(222n))。每一个同相触摸感测块(220a、220n)与以上参照图2a所讨论的同相传感器块(220)基本上相同。例如，每一个同相传感器块(220a、220n)包括抽选滤波器(例如，抽选滤波器(208a)、抽选滤波器(208n))。
如图2c中所示出的那样，每一个正交干扰检测块(222a、222n)还包括抽选滤波器(例如，抽选滤波器(212a)、抽选滤波器(212n))。来自同相触摸感测块(220a、220n)中的adc的数字信号馈入正交干扰检测块(222a、222n)的抽选滤波器(212a、212n)。
仍然参照图2c，输入装置(200)包括滤波器系数引擎(290)，其生成用于抽选滤波器的滤波器系数。由滤波器系数引擎(290)所生成的滤波器系数中的一个或多个可(例如，通过广播、通过多播、通过单播)被发送给同相触摸感测块(220a、220n)的抽选滤波器(208a、208n)。输入装置(200)还包括数字混合器(288)，其将滤波器系数引擎(290)所生成的滤波器系数中的一个或多个与比率信号混合。如以上参照图2b所讨论的那样，比率信号是lo信号的正交和采样版本与lo信号的采样版本的比率(即，除以)。数字混合器(288)的输出(即，所混合滤波器系数)被(例如，通过广播、通过多播、通过单播等)发送给正交干扰检测块(222a、222n)的抽选滤波器(212a、212n)。
在图2c中所描绘的配置中，不需要如图2a和图2b中所示出的每一个正交干扰检测块(222a、222n)内的数字混合器集合。而是，比率信号反映在发送给抽选滤波器(212a、212n)的所混合滤波器系数中。因此，每一个抽选滤波器(212a、212n)的输出仍然是lo信号的频率下的干扰的正交分量的估计。而且，滤波器系数能够在中心位置处被计算和更新，然后发送给多个接收器通道。
图3a示出根据一个或多个实施例的输入装置(300)。输入装置(300)可对应于以上参照图1所讨论的输入装置(100)。如图3a中所示出的那样，输入装置(300)包括同相触摸感测块(320)和一个或多个正交干扰检测块(例如，正交干扰检测块(322)、正交干扰检测块(350))。同相触摸感测块(320)耦合到与以上参照图1所讨论的感测区(120)关联的至少一个电容性传感器电极(302)。同相触摸感测块(320)和正交干扰检测块(322、350)至少部分形成接收器通道(399)。虽然图3a仅示出单个接收器通道(399)，但是在一个或多个实施例中，输入装置(300)可具有任何数目的接收器通道。
此外，同相触摸感测块(320)和正交干扰检测块(322、350)可以是以上参照图1所讨论的处理系统(110)的组件。例如，同相触摸感测块(320)和正交干扰检测块(322、350)各自可以是以上参照图1所讨论的传感器模块(160)和/或确定模块(150)的组件。
在一个或多个实施例中，同相触摸感测块(320)包括模拟混合器(304)、模数转换器(adc)(306)和抽选滤波器(308)。如图3a中所示出的那样，到同相触摸感测块(320)的输入包括与电容性传感器电极(302)关联的所产生信号。所产生信号是至少下列项的函数：(i)发射器信号(未示出)，其驱动电容性传感器电极(302)；(ii)感测区(120)中的用户输入，如果存在的话；以及(iii)来自一个或多个源的干扰，如果存在的话。
在一个或多个实施例中，模拟混合器(304)将所产生信号与本地振荡器(lo)信号a混合(例如，下变频、解调等)。lo信号a具有与发射器信号相同或者基本上相同的频率(fa)和相位(即，与其对齐的相位)。lo信号a和发射器信号可以是正弦波、方波等。
在一个或多个实施例中，adc(306)从模拟混合器(304)的输出来生成数字信号。adc(306)可具有超过1m样本/秒的采样率。在一个或多个实施例中，adc(306)具有这样的采样率，即，为系统中的潜在/显著干扰的频率的至少两倍。
在一个或多个实施例中，抽选滤波器(308)将低通滤波器应用于来自adc(306)的数字信号，并且对来自adc(306)的数字信号进行下采样。获益于本详细实施方式的本领域的技术人员将会理解的是，抽选滤波器(308)可使用多个滤波器系数来执行低通滤波和下采样。
在一个或多个实施例中，同相触摸感测块(320)检测与电容性传感器电极(302)关联的感测区(120)中的用户输入。换言之，解调滤波器(308)的输出是接近电容性传感器电极(302)的用户输入的测量结果。
在一个或多个实施例中，接收器通道(399)包括数字混合器(311)。数字混合器(311)将来自adc(306)的数字信号与lo信号a的反转和采样版本混合。例如，如果lo信号a为cos(2πfat)，则lo信号a的反转版本会是1/cos(2πfat)。这有效地取消模拟混合器(304)所执行的下采样/解调。
在一个或多个实施例中，接收器通道(399)包括正交干扰检测块(322)。正交干扰检测块(322)配置成估计频率fb(即，与lo信号a的频率fa不同的频率)下的干扰的同相分量(i)和正交分量(q)二者。而且，正交干扰检测块(322)与同相触摸感测块(320)同时地操作。换言之，在同相触摸感测块(320)测量/检测用户输入的同时，正交干扰检测块(322)估计频率fb下的干扰的同相分量(i)和正交分量(q)二者。
如图3a中所示出的那样，正交干扰检测块(322)包括数字混合器集合(316)和多个(例如，一对)抽选滤波器(例如，抽选滤波器(312)、抽选滤波器(314))。抽选滤波器(312、314)可与以上所讨论的抽选滤波器(308)相似(例如，相同的滤波器系数)。
如图3a中同样所示出的那样，数字混合器集合(316)包括：(i)数字混合器，其将数字混合器(311)的输出与具有频率fb的lo信号b混合，并且将结果馈送给抽选滤波器(312)；以及(ii)数字混合器，其将数字混合器(311)的输出与lo信号b的正交(即，与lo信号b的相位是相位正交的或者偏移90度)版本混合，并且将结果馈送给抽选滤波器(314)。例如，如果lo信号b为cos(2πfbt)，则lo信号b的正交版本会是cos(2πfbt+π/2)＝sin(2πfbt)。因此，抽选滤波器(312)的输出是频率fb下的干扰的同相分量(i)的估计。而且，抽选滤波器(314)的输出是频率fb下的干扰的正交分量(q)的估计。
在一个或多个实施例中，正交干扰检测块(322)包括干扰引擎(318)。干扰引擎(318)可以软件、硬件(即，电路)或者它们的任何组合来实现。干扰引擎(318)基于同相分量(i)和正交分量(q)来计算频率fb下的干扰的幅值。换言之，干扰引擎(318)有效地计算频率fb下的|i+jq|。在一个或多个实施例中，干扰引擎(318)与以上关于图2a所讨论的干扰引擎(214)相似。因此，干扰引擎(318)还可取决于i的snr和q的snr来计算例如|i+jkq|，其中0≤k≤1。
在一个或多个实施例中，接收器通道(399)包括正交干扰检测块(350)。正交干扰检测块(350)配置成估计频率fc(即，与lo信号a的频率fa不同的频率)下的干扰的同相分量(i)和正交分量(q)二者。而且，正交干扰检测块(350)与同相触摸感测块(320)同时地操作。换言之，在同相触摸感测块(320)测量/检测用户输入的同时，正交干扰检测块(322)估计频率fc下的干扰的同相分量(i)和正交分量(q)二者。
如图3a中所示出的那样，正交干扰检测块(350)包括数字混合器集合(356)和多个(例如，一对)抽选滤波器(例如，抽选滤波器(352)、抽选滤波器(354))。抽选滤波器(352、354)可与以上所讨论的抽选滤波器(308)相似(例如，相同的滤波器系数)。
也如图3a中所示出的那样，数字混合器集合(356)包括：(i)数字混合器，其将数字混合器(311)的输出与具有频率fc的lo信号c混合，并且将结果馈送给抽选滤波器(352)；以及(ii)数字混合器，其将数字混合器(311)的输出与lo信号c的正交(即，与lo信号c的相位是相位正交的或者偏移90度)版本混合，并且将结果馈送给抽选滤波器(354)。例如，如果lo信号c为cos(2πfct)，则lo信号c的正交版本会是cos(2πfct+π/2)＝sin(2πfct)。因此，抽选滤波器(352)的输出是频率fc下的干扰的同相分量(i)的估计。而且，抽选滤波器(354)的输出是频率fc下的干扰的正交分量(q)的估计。
在一个或多个实施例中，正交干扰检测块(350)包括干扰引擎(358)。干扰引擎(358)可以软件、硬件(即，电路)或者它们的任何组合来实现。干扰引擎(358)基于同相分量(i)和正交分量(q)来计算频率fc下的干扰的幅值。换言之，干扰引擎(358)有效地计算频率fc下的|i+jq|。在一个或多个实施例中，干扰引擎(358)与以上关于图2a所讨论的干扰引擎(214)相似。因此，干扰引擎(358)还可取决于i的snr和q的snr来计算例如|i+jkq|，其中0≤k≤1。
在一个或多个实施例中，输入装置(300)可在频率fb下的干扰的幅值或者频率fc下的干扰的幅值下降到阈值之下时采取一个或多个动作。例如，如果fc下的干扰的幅值很小，则输入装置可将驱动电容性传感器电极的发射器信号的频率改变成fc。
获益于本详细实施方式的本领域的技术人员将会理解的是，图3a中所示出的配置允基于adc(306)的单个突发来执行多个频率下的用户输入检测和干扰估计。而且，除了同相触摸感测块(320)中已经存在的之外，图3a中所示出的配置不要求附加模拟电路。
图3b示出根据一个或多个实施例的输入装置(300)的附加和/或可替换版本。具体地，已经利用两个数字混合器集合(319a、319b)来替代如图3a所示出的数字混合器(311)和数字混合器集合(316)。初始的数字混合器集合(319a)将lo信号a的反转和采样版本与lo信号b以及lo信号b的正交版本混合。例如，如果lo信号b为cos(2πfbt)，则lo信号b的正交版本会是cos(2πfbt+π/2)＝sin(2πfbt)。后续的数字混合器集合(319b)将初始的数字混合器集合(319a)的输出与来自adc(306)的数字信号混合。与图3a类似，抽选滤波器(312)的输出是频率fb下的干扰的同相分量(i)的估计，以及抽选滤波器(354)的输出是频率fb下的干扰的正交分量(q)的估计。
图3c示出根据一个或多个实施例的输入装置(300)的附加和/或可替换版本。如图3c中所示出的那样，输入装置(300)具有多个接收器通道(即，接收器通道a(399a)、接收器通道n(399n))。每一个接收器通道(399a、399n)包括同相触摸感测块(例如，同相触摸感测块a(320a)、同相触摸感测块n(320n))和正交干扰检测块(例如，正交干扰检测块a(322a)、正交干扰检测块n(322n))。每一个同相触摸感测块(320a、320n)与以上参照图3a所讨论的同相传感器块(320)基本上相同。例如，每一个同相传感器块(320a、320n)包括抽选滤波器(例如，抽选滤波器(308a)、抽选滤波器(308n))。
如图3c中所示出的那样，每一个正交干扰检测块(322a、322n)还包括多个(例如，一对)抽选滤波器(例如，抽选滤波器(312a)、抽选滤波器(312n)、抽选滤波器(314a)、抽选滤波器(314n))。来自同相触摸感测块(320a、320n)中的adc的数字信号直接馈入正交干扰检测块(322a、322n)的抽选滤波器(312a、312n、314a、314n)。
仍然参照图3c，输入装置(300)包括滤波器系数引擎(390)，其生成用于抽选滤波器的滤波器系数。由滤波器系数引擎(390)所生成的滤波器系数中的一个或多个被发送给同相触摸感测块(320a、320n)的抽选滤波器(308a、308n)。输入装置(300)还包括两个数字混合器集合(391a、391b)。初始的数字混合器集合(391a)将lo信号a的反转和采样版本与lo信号b以及lo信号b的正交版本混合。后续的数字混合器集合(391b)将初始的数字混合器集合(391a)的输出与滤波器系数引擎(390)所生成的一个或多个滤波器系数混合。后续的数字混合器集合(391b)的输出(即，所混合滤波器系数)被发送给正交干扰检测块(322a、322n)的抽选滤波器(312a、312n、314a、314n)。
在图3c中所描绘的配置中，不需要如图3a和图3b中所示出的每一个正交干扰检测块(322a、322n)内的数字混合器集合。代替地，lo信号b以及lo信号b的正交版本反映在被发送给抽选滤波器(312a、312n、314a、314n)的所混合滤波器系数中。然而，在图3c中，滤波器系数能够在中心位置处被计算和更新，然后发送给多个接收器通道。
图4a示出根据一个或多个实施例的流程图。图4a的流程图描绘一种用于操作输入装置的方法。图4a中的步骤中的一个或多个可由以上参照图2a-2c所讨论的输入装置(200)的组件来执行。在一个或多个实施例中，图4a所示出步骤中的一个或多个可被省略、重复和/或以与图4a中所示出的顺序不同的顺序来执行。因此，本发明的范围不应当被认为限制于图4a中所示出步骤的特定排列。
初始地，从与感测区关联的电容性传感器电极来得到所产生信号(步骤405)。所产生信号可以是下列中的一个或多个的函数：发射器信号、感测区中的用户输入(如果存在的话)和/或来自一个或多个源的干扰。
在步骤410中，使用模拟混合器将所产生信号与lo信号混合。lo信号和发射器信号具有相同或者基本上相同的频率和相同的相位。例如，lo信号和发射器信号均可具有频率f0。发射器信号和lo信号可以是正弦波、方波等。将所产生信号与lo信号混合有效地对所产生信号进行下变频。
在步骤415中，adc从模拟混合器的输出来生成数字信号。adc可具有超过1m样本/秒的采样率。在一个或多个实施例中，adc具有这样的采样率，即，为系统中的潜在/显著干扰的频率的至少两倍。
在步骤420中，将抽选滤波器应用于来自adc的数字信号。抽选滤波器的输出是频率f0(即，lo信号和发射器信号的频率)下的干扰的同相分量的估计。抽选滤波器、adc和模拟混合器可全部位于接收器通道的同相触摸感测块中。当不被用来估计干扰的同相分量时，同相触摸感测块可用来测量/检测接近电容性传感器电极的感测区中的用户输入。
在步骤425中，数字混合器集合(即，一个或多个数字混合器)用来把来自adc的数字信号与lo信号的反转和采样版本以及与lo信号的正交和采样版本混合。例如，数字混合器集合可对应于以上参照图2a所讨论的数字混合器集合(210a)。附加地或可替换地，数字混合器集合可对应于以上参照图2b所讨论的数字混合器集合(210b)。
在步骤430中，将抽选滤波器应用于数字混合器集合的输出。抽选滤波器的输出是频率f0(即，lo信号和发射器信号的频率)下的干扰的正交分量的估计。抽选滤波器和数字混合器集合可全部位于接收器通道的正交干扰检测块中。此外，步骤430可与步骤420同时地执行。
在步骤435中，频率f0下的干扰的幅值从干扰的同相分量(i)和干扰的正交分量(q)来计算。换言之，取决于i的snr和q的snr来计算|i+jkq|，其中0≤k≤1。如果幅值超过阈值，则输入装置可执行对策来减轻干扰。例如，输入装置可改变发射器信号的频率。
图4b示出根据一个或多个实施例的流程图。图4b的流程图描绘一种用于操作输入装置的方法。图4b中的步骤中的一个或多个可由以上参照图3a-3c所讨论的输入装置(300)的组件来执行。在一个或多个实施例中，图4b中所示出步骤中的一个或多个可被省略、重复和/或以与图4b中所示出的顺序相不同的顺序来执行。因此，本发明的范围不应当被认为限制于图4b中所示出步骤的特定排列。
初始地，从与感测区关联的电容性传感器电极来得到所产生信号(步骤450)。所产生信号是发射器信号、感测区中的用户输入(如果存在的话)和来自一个或多个源的干扰的函数。
在步骤455中，将所产生信号与lo信号a混合。混合由模拟混合器执行。lo信号a和发射器信号具有相同或者基本上相同的频率和相位。例如，lo信号和发射器信号可具有频率fa。发射器信号和lo信号a可以是正弦波、方波等。将所产生信号与lo信号a混合有效地对所产生信号进行下变频(down-convert)。
在步骤460中，adc从模拟混合器的输出来生成数字信号。adc可具有超过1m样本/秒的采样率。在一个或多个实施例中，adc具有这样的采样率，即，为系统中的潜在/显著干扰的频率的至少两倍。adc和模拟混合器可位于接收器通道的同一同相触摸感测块中。该同相触摸感测块可用来测量/检测接近电容性传感器电极的感测区中的用户输入。
在步骤465中，数字混合器集合用来将来自adc的数字信号与lo信号a的反转和采样版本、lo信号b、以及lo信号b的正交版本混合。lo信号b具有频率fb，其与lo信号a的频率不同。例如，在步骤465中的数字滤波器集合可对应于以上参照图3a和图3b所讨论的数字滤波器集合(316)、数字滤波器集合(319a)和数字滤波器集合(319b)中的一个或多个。
在步骤470中，多个抽选滤波器用来估计频率fb下的干扰的同相分量以及频率fb下的干扰的正交分量。多个抽选滤波器和数字混合器集合可位于同一正交干扰检测块中。此外，步骤470可在对应同相触摸感测块检测/测量用户输入的同时执行。
在步骤475中，频率fb下的干扰的幅值从干扰的同相分量(i)和干扰的正交分量(q)来计算。换言之，取决于i的snr和q的snr来计算|i+jkq|，其中0≤k≤1。如果幅值小于阈值，则输入装置可将发射器信号的频率从fa改变成fb。
因而，呈现本文中阐述的实施例和示例，以便最好地说明本发明及其特定应用，并且由此使本领域的技术人员能够实现和使用本发明。然而，本领域的技术人员将认识到的是，仅出于说明和示例的目的已经呈现了前面的描述和示例。所阐述的描述不意在是详尽的或者将本发明限制于所公开的精确形式。
虽然关于有限数目的实施例已经描述了本发明，但是获益于本公开的本领域的技术人员将领会到的是，能够设计其他实施例，而不背离如本文中所公开的本发明的范围。因此，本发明的范围应当仅受所附权利要求限制。